Bauanleitung RoeTest (c) Helmut Weigl Seite 1. Bauanleitung Option: Erhöhung der Anodenspannung auf 600V

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1 Bauanleitung RoeTest (c) Helmut Weigl Seite 1 Bauanleitung Option: Erhöhung der Anodenspannung auf 600V Helmut s Computer- Röhren- Prüf- Meßund Regeneriergerät Stand: 06/2010 RoeTest3/4

2 Bauanleitung RoeTest (c) Helmut Weigl Seite 2 Vorbetrachtung: Der maximiale Bereich des RoeTest für die Anodenspannung beträgt in der Grundausführung 306 V. Dies reicht für das Prüfen und Messen fast aller Röhren aus. Selbst Röhren, die eigentlich für höhere Spannungen vorgesehen sind, können - mit dieser Spannung - getestet werden. Nachdem inzwischen mehrfach der Wunsch nach einer höheren Anodenspannung herangetragen wurde (insbesondere Verstärkerfreaks die Kennlinien auch bei höheren Spannungen aufnehmen wollen) habe ich mir Gedanken gemacht, wie dieser Wunsch umgesetzt werden könnte. Ziel soll hier eine max. Anodenspannung von 600 V (!) sein. Technische Hindernisse: Es ist nicht möglich, einfach einen Trafo mit höherer Spannung zu verwenden und die Schaltung umzudimensionieren. Dabei würde man schnell an Grenzen stossen: 1. Elkos: Im RoeTest wurden 400V-Elkos verbaut. Vor Gleichrichtung müssten also Elkos mit etwa 800 V-Spannungsfestigkeit verwendet werden. Solche sind nicht erhältlich. Man müsste also 2 Stück in Serie schalten (wobei solche von doppelter Kapazität zu verwenden wären, da sich die Kapazität mit der Serienschaltung halbiert). Zudem müsste man die Spannungsverteilung zwischen den Elkos mit Symetrierwiderständen festlegen Transistoren Vor allem für die Kleinsignaltransistoren gilt: Gibt es Spannungsfestere Typen als die MPSA.. s? Wo wären diese zu bekommen... es würden auch Typen mit höherer Verlustleistung benötigt MOSFet s Bei doppelter Spannung (spannungsfestere Typen gibt es ja) wäre auch die doppelte Leistung zu verbraten (600 V x 0,25 A = 150 W Dauerleistung - save operating area ). Zusätzliche Kühlung?? 3. Widerstände Spannungsfestigkeit der normalen Ausführungen? Höhere Verlustleistungen? 4. Relais Spannungsfestigkeit? 5. Leiterplatten Hier: Sind die Leiterbahnabstände auch für die doppelte Anodenspannung noch ausreichend? 6. Röhrenfassungen: Sind die Röhrenfassungen gebaut für die höhere Spannung?

3 Bauanleitung RoeTest (c) Helmut Weigl Seite 3 Technische Lösung: Die bisherige Schaltung des RoeTest wird im wesentlichen wie bisher belassen. Es wird ein weiteres Netzteil mit einer Festspannung von 300 V eingebaut. Diese Festspannung wird der bisherigen Anodenspannung über ein Relais in Serie geschaltet. Damit gibt es jetzt 3 Spannungsbereiche für die Anodenspannung: 0-51V 0-306V V Vorteil dieser Lösung: Die bisherige Schaltung bleibt. An der Anodenspannungsplatine ist gar nichts zu ändern. Lediglich in die Verbindungsleitung von Anodenspannungsplatine zur Relaismatrix (auf der Hauptplatine) ist über ein Relais die zusätzliche Festspannung einzuschleifen. D.h. - keine Probleme mit den verwendeten Standardbauteilen - einfach aufzubauendes Festspannungsnetzteil Weitere technische Betrachtung: Relais der Relaismatrix: Da diese Relais nur im spannungslosen Zustand geschaltet werden, spielt die Spannungsfestigkeit keine Rolle (die von mir verwendten Relais würden nur 400V AC aushalten). Wichtig ist die Isolationsfestigkeit, die mit mehr als 1000 V gegeben ist. Relais der Umschaltung Spannungserhöhung: Hier wird nur eine Spannungsdifferenz von 300 V geschaltet. Das 400V-Relais sollte dies aushalten. Leiterbahnabstände im Bereich der Relaismatrix: Die Abständ sind sehr klein. Bei 300 V hatte ich bisher keine Probleme. 600 V würde ich diesen geringen Abständen nicht zumuten. Ich empfehle daher zusätzliche Maßnahmen: Dies wäre zum Beispiel ein guter Isolierlack mit hoher Durchschlagsfestigkeit, den man auf die betreffenden Stellen der Leiterbahnen aufbringen könnte. VG-Steckverbinder: Gemäß Datenblatt sollen diese eine Isolationsfestigkeit von >1000 V aushalten. Röhrenfassungen: Nicht alle Röhrenfassungen sind für Spannungen von 600 V gebaut. Dies gilt vor allem für kleine Röhrenfassungen. Man sollte sich also überlegen, welche Fassungen man fest im Gerät verbaut und welche man besser als Adapter einsetzt.

4 Bauanleitung RoeTest (c) Helmut Weigl Seite 4 Voraussetzung: Firmware Pic-Mikrocontroler: Mindestens Version 2.0 Messsoftware: Mindestens Version Schaltung: Die Schaltung ist relativ einfach: Trafo->Sicherung->Gleichrichter->Elkos->Spannungsstabilisierung über Zenerdioden->Leistungsteil mit MOS-Fet und Strombegrenzung. Achtung: Mit dem von mir verwendeten Trafo ergibt sich am FET BF244 ein Spannungsabfall von ca 30 V. Dies ist die höchst zulässige Spannung für diesen Fet-Typ. Bei einem anderen Trafo mit evtl. höherer Spannung muß durch einen Vorwiderstand die am Fet abfallende Spannung gesenkt werden. Der Fet bildet mit dem Widerstand von 1,5K eine Konstantstromquelle zur Speisung der Zenerdioden. Auf diese Weise ist die Stabilisierung besser als bei Verwendung eines Vorwiderstandes. Schaltplan siehe sep. PDF-Datei. Aufbau: Die Hauptplatine ist bereits für die optionale Bestückung vorgesehen. Siehe rot umrandete Bereiche. Falls die Option der höheren Anodenspannung nicht gewünscht wird, brauchen die Bauteile für die Anodenspannungserhöhung nicht bestückt werden. Auch das Relais für die Umschaltung kann weggelassen werden. Dann muß aber die Anodenspannungsleitung (von A-Platine zur Relaisschiene) durchgeschleift werden (Drahtbrücke über nicht vorhandenen Relaiskontakt - nicht eingezeichnet in Bestückungsplan).

5 Bauanleitung RoeTest (c) Helmut Weigl Seite 5 Es kann ein Zusatztrafo eingesetzt, oder gleich ein Haupttrafo mit zusätzlicher Wicklung eingebaut werden. Ich empfehle die Verwendung von Ringkerntrafos (kleiner, leichter, und: Zwischen Leerlauf und Volllast nur geringer Spannungsunterschied). Der zusätzliche MOS-Fet ist isoliert auf dem großen Kühlkörper zu befestigen (analog der anderen MOS-Fet s).

6 Bauanleitung RoeTest (c) Helmut Weigl Seite 6 Software: Die Software muß eigenlich nur wissen, daß es die Zusatzhardware gibt: Optionen->Bereichseinstellungen: In den automatischen Bereichen und manuellem Modus ist die höhere Spannung dann verwendbar (nicht bei Leistungsprüfermodus, dzt. nicht bei Regeneriermodus).

7 Bauanleitung RoeTest (c) Helmut Weigl Seite 7 Einstellungen: Die Zusatzhardware muß über das auf der Platine befindliche Poti nur einmal fest auf 300 V abgeglichen werden. Beim Abgleich sollte man einen Lastwiderstand von etwa 6,6 KOhm (=ca. 45mA Strom) an das 300V-Zusatznetzteil anschließen. Die Spannung wird auf ca 1-2% konstant gehalten. Testlauf: Nachstehend noch eine Kennlinienaufnahme bei einer EL34: Bei UA 600V, 450V und 300V, UG1=-10V, Schirmgitterspannung von 0 - ca. 230V: Wie zu erwarten: Bei einer Pentode hängt der Anodenstrom nur gering von der Anodenspannung ab. Interessanter wäre es, eine Triode mit hohen Spannungen zu messen (leider steht mir derzeit keine geeignete Röhre zur Verfügung).

8 Bauanleitung RoeTest (c) Helmut Weigl Seite 8 Schlußbemerkungen: Achtung: 600 V sind nicht ungefährlich. Sowohl für Sie, als auch für die Röhre. Beachten Sie beim Röhrenmessen, daß die Röhre nicht nur die Spannung, sondern auch die Verlustleistung aushalten muß (600V x 0,25 A = max. 150W). Hat eine Röhre also eine Verlustleistung von 30 W, dann könnte man diese nur mit bis zu 50 ma (30W:600V*1000) belasten (kurzzeitig natürlich auch höher). Falls Sie in der Röhrendatenbank, für die Messung mit erhöhten Spannungen, weitere Datensätze anlegen, sollten Sie die Grenzwerte entsprechend setzen. Für die Kennlinienaufnahme gilt der Wert Anodenstrom Abbruch ab (Reiter Sonstiges). Haftungsausschluß: Es gilt der Haftungsausschluß, den ich bereits in der Bauanleitung zum RoeTest genannt habe. Ich weise wegen der nochmals erhöhten Spannungen ausdrücklich auf die Gefährlichkeit dieser Spannungen hin. Ein Nachbau erfolgt auf eigenes Risiko!